如何根据树木年轮判断气候
1、关于树的年轮的地理问题！！
把树木锯倒以后，你可以看到一个有趣的现象，在树墩的横断面上，有一圈圈色泽不一、大大小小的同心环纹。这些同心环纹就是
“年轮”。年轮由形成层每年的活动而产生。春天，气候温和、雨量
充沛，对树木的生长有利，这时形成层细胞分裂旺盛，新产生的细胞
大而明显，导管又大又多，因此，木材就显得颜色淡，质地松软。入
夏以后，随着气温增高、雨量减少；特别是到了秋天，天气渐冷，雨
量更少，形成层活动减弱，分裂出的细胞形状小，加上细胞壁厚、导
管又少，木材显得致密而坚硬，颜色也深。树木内的细胞和导管每年
重复一次由大到小，材质由松到密的变化，从而就形成了色泽、质地
不同的一圈圈环纹——年轮。
一个年轮，代表着树木经历了所生长环境的一个周期的变化，通
常气候是一年一个变化周期，所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的数目，可以推知树木的年龄，用来考查森林的年代。不过，由于形成层有节奏的活动，有时在一年内也有可以产生几个年轮的，
这叫假年轮。像柑属类植物，一年可产生3 个年轮。所以，由年轮计
算出来的树木年龄，只能是一个近似的数字。年轮不仅可用来计算树
木的年龄，从年轮的宽窄，还可以了解树木的经历以及树木与当时当
地环境气候的关系。
在优越的气候条件下，树木生长得好，木质部增加得多，年轮也
就较宽；反之年轮就窄。比如，树木最初的年轮一般比较宽，这表示
那时它年轻力壮，生长力强；有时一棵树在出现了很多窄的年轮以后，突然出现有宽的年轮，这表明在年轮宽的那几年，环境气候适宜，对
树木生长有利。另外，还有偏心的年轮，那就说明树木两边环境不同，通常在北半球朝南的一面较朝北的一面温暖，所以朝南的一面年轮较宽。地球上气温冷暖的变化，大致有一个200 年一循环的周期。通过
对1900～1960年间年轮变化的研究，发现在200年的大周期内，还存
在33年、72年、92年、111 年的气候变化小周期，它们大多是11～
11.5周期的倍数。而11年，刚好是太阳黑子活动的周期，这也表明，太阳的活动已经直接影响到地球气温的变化。
目前，已经有一种专门的钻具，可以从树皮一直钻到树心，取出
一个有全部年轮的薄片。这样就可以不再需要砍倒树木来计算出树木
的年龄了。通过对年轮变化规律的研究和对它所在地区气候的了解，
对制定超长期气象预报及制定造林规划等方面，都有指导意义。
2、树木年轮是气候变化的历史证据。读“某地树木年轮示意图”，回答17～19题。? 小题1:图中反映了该地近百
小题1:A
小题2:B
小题3:D
3、如何从树的年轮判断气候?
?
4、树木的年轮如何反应气候变化.密的时候是什么样的气候
气候温暖湿润，树木生长旺盛，年轮宽。气候寒冷干燥，树木生
长比较慢，年轮窄。
5、树木年轮与气候的关系一定要建年表么
树木年轮与气候的关系建年表意义重大。
树木年轮以其高分辨率、准确定年、样本广泛分布且可定量等优点,在全球变化特别是气候变化研究中广泛运用。去除以生长趋势为主
的噪音,建立包含所需气候信息的轮宽年表是开展树木年轮气候学研究
的关键。
基于轮宽年表建立理论和树木径向生长概念模型,轮宽年表建立过
程中生长趋势拟合、指数化和均值化3个阶段的主要理论方法的研究
进展;最为关键的生长趋势拟合方法中,目前较为传统的曲线拟合类方法,和近20年来为克服曲线拟合类方法低频信息保留问题而受到关注
和发展的区域曲线类方法;认为如何准确提取轮宽低频气候信息,将是
树木年轮轮宽年表建立的主要发展趋势。
6、树木年轮是气候变化的证据，年轮的疏密与气候的关系
暖湿——冷干——暖湿
海平面下降
原因：植物生长，在暖湿环境下生长快，植物细胞较大，组织间
空隙大，木质较松稀疏；冷干气候下植物生长慢，细胞较小，所以年
轮密集。
因此年轮密集时反映的气候寒冷，冰川融化量小，海平面下降。
7、科学家是怎样根据年轮判断天气和灾害情况的
二氧化硫不适合。研究气候变化，有个条件，就是要稳定的且不
受人类活动影响的记录了气候变化的事物。珊瑚的生长与当时的天气
有关，比如在不同温度条件下珊瑚的生长速度不同，从而建立起珊瑚
生长与温度的函数关系。通过观察记录不同年代（一般用同位素测年代）的珊瑚，就可以来通过函数关系来反演当时的天气条件，研究气
候变化。这里有个关键因素就是珊瑚生活在海里，特别是那些无人干
扰的海域，从而真实的记录了气候变化。如果是有人居住的地方是不
行的，人类活动破坏了那个函数关系，使数据失效。还有一点，珊瑚
礁的形成时间很长，气候变化都是年代记东西，太短分析自不出什么。年轮同理。冰芯主要是看层状结构，冰川的冰基本都是雪挤压形成的，每年降雪厚度不同，每层的厚度也不尽相同。冬夏季节的降雪也有不同，就形成了层状结构。再加上降雪中包含有当时的空气，形成了冰
芯中的气泡，从这些气泡里分析空气成分，比如二氧化碳，能很好的
反映当时大气环境。还有个适合做气候分析的材料，黄土。至于大气
中的二氧化硫嘛，根本就是现在这个时刻状态，也有大量人工干预的
结果。是不能做气候分析的。
8、树木年轮是气候变化的历史证据。读某地树木年轮示意图，回
答问题。图中反映了该地近百年气候变化，说法
B
9、地理－－根据树木年轮分析气候
“年轮系指茎的横切面上所见一年内木材和树皮的生长层而言。”这是1957年国际木材解剖学家协会所发表的《木材解剖学名词术语》中，有关“年轮“这个名词的定义。至于年轮是怎样形成的，这首先
要从维管形成层的结构及其活动规律谈起。
维管形成层（或称形成层）是由原形成层发展而来的一种具
有无限分生能力的次生分生组织。在植物的一生中，它不断向外产生
次生韧皮部，向内产生次生木质部。
形成层由纺锤状原始细胞和射线原始细胞所组成。轴向伸长
的纺锤状原始细胞，两端呈楔形，在横切面上多成长方形，切向宽大
于径向宽，细胞的长度比宽度大数倍。
由纺锤状原始细胞衍生出次生木质部和次生韧皮部的轴向系统。射线原始细胞的体积较小，几乎成等径或稍长。这类原始细胞衍
生次生木质部与韧皮部的径向系统。
上述两类原始细胞虽然在外部形态上差别较大，但其超微结
构基本相同。在形成层的活动期间，原始细胞中间具1—2个大液泡，
周围的细胞质中富含核糖体与高尔基体，以及发育良好的内质网等。
休眠期的形成层原始细胞中，液泡变小，数目增多，高尔基体小泡及
内质网也相应减少，细胞中还出现了较多的蛋白质体和油滴，这些储
藏物质往往在翌年生长季开始时被利用。
木本植物根或茎的径向增粗，主要是通过纺锤状原始细胞平
周分裂的结果，这种有丝分裂的进程较慢，如在松柏类植物中，每分
裂一次需4一6天（茎的顶端分生组织细胞只需8—18小时）。当一
个纺锤状原始细胞平周分裂成两个子细胞时，其中一个衍生为木质部
母细胞（或称木质部原始细胞），或者衍生成韧皮部母细胞（或称韧
皮部原始细胞）。另一个仍保持纺锤状原始细胞分生状态。在形成层
活跃期间，有的细胞已经分裂或正在分裂，有的尚处于分生组织状态，这样形成层就成了一个相当宽而尚未分化的细胞区。在这个区域中，
有一层真正的形成层原始细胞，同时还包括未分化的衍生细胞。由于
从细胞形态上难以区分上述各类细胞，为方便起见，人们将这些细胞
统称为形成层区（或形成层带）。
从形成层区的切向切面看，形成层原始细胞排列方式大体分
为两种：一是在椴属（Tilia）和刺槐属（Robinia）等植物的形成层中，纺锤状原始细胞几乎排列在同一水平层，称为叠生形成层。一是
纺锤状原始细胞的侵入生长，使纵向伸长的细胞末端相互交错，而不
排列在同一水平层上，故称为非叠生形成层，如栗属（Castanea）和
胡桃属（Juglans）等植物。
纺锤状原始细胞为适应茎或根的径向增粗，本身也进行细胞
分裂，以增加原始细胞的数目，这种分裂特称为增殖分裂。在不同的
植物中，增殖分裂的方式也不一样，如在具叠生形成层的植物中，多
以径向垂周分裂为主，而在非叠生形成层的松柏类和某些双子叶植物中，常见为假横向分裂，或称斜向垂周分裂。从纺锤状原始细胞经分
裂形成射线原始细胞，这是一种普遍现象。射线原始细胞本身也进行
横向或垂周分裂，最后形成单列或多列射线。
在温带地区生长的木本植物，随着季节性的气候变化，也明
显地反映在形成层的周期活动上。冬季形成层原始细胞停止分化，翌
年春季又开始恢复活动，到了夏秋逐渐减弱，而后停止活动。如此周
而复始，年复一年。当形成层原始细胞恢复活动时，可分为两个阶段：（1）形成层原始细胞径向伸展，径向壁变得很薄，这时易受霜冻的伤害。（2）原始细胞开始分裂，这一阶段往往比前阶段晚1至数星期。
生长在北京地区的树种，形成层开始活动的时间，大体在每年四月的上、中旬。在大多数树种中，当形成层开始分化时，韧皮部分子的分
化往往先于木质部达一个月或更长，或两者几乎同时分化。形成层分
化停止的时间，在不同生境和树种中均有很大变化，生长在北温带地
区的树木，多集中在九月份。
春季，形成层恢复活动时，纺锤状原始细胞迅速向内分裂的
分化成大量的木质部分子，此时分化的管胞或导管分子的直径较大，
数目多，壁较薄，木纤维数量较少，因此材质显得比较疏松，这部分
木材称为早材（或叫春材）。到了同年夏秋季节，形成层的活动逐渐
减弱，原始细胞平周分裂的速度也相应的减慢，分化的细胞直径较小，
数量少，而木纤维的数量相应增多，这部分的材质比较致密，称晚材（或称夏材）。在双子叶植物的环孔材（如栎树和白蜡树）中，早材
部分的导管分子直径明显增大，而晚材的导管分子相当小。散孔材与
裸子植物木材中，由早材至晚材的变化，一般是逐渐进行的，即没有
显著界线。不过在上一个生长季的晚材与下一个生长季的早材之间却
存在着明显的界线。从根与茎的木材横断面上看，这些界线成了一圈
圈同心圆的环纹，每一个包括早材和晚材两部分的圆环，称为生长轮（或称生长层）。生长在温带地区的木本植物，通常一年内只形成一
个生长轮，特称年轮。
它代表着一年内所形成的次生木质部的数量。在一株树中，
年轮的数目由树干基部往上逐渐减少。
有时在一个生长季中可能出现两个或多个生长轮，即双轮或
复轮。如柑桔属（Citrus）茎中的形成层每年有三次活动高峰，因此
一年能产生三个年轮。有些植物由于受到气候的骤变，如变冷或转热，或长期干旱或虫害，以及强台风的侵袭等特殊自然灾害的影响，也会
出现多年轮的现象。有人将一年内形成几个生长轮中最后一轮，称为
真正年轮，其余各轮统称假年轮或伪年轮。在有的生长季中若遇着霜冻，特别是晚期霜害，易使形成层原始细胞受到损伤，结果产生含有
不规则的薄壁组织带，即称创伤年轮或霜轮。也有的树木，因反常的
气候影响，使形成层不分化，直到生长环境适合时才又开始活动，形
成年轮，这样在木材横切面上就会相应的出现缺失生长轮的现象。如
在半干旱森林边缘的树木，或者在某些老树树干基部的木材常有缺失
生长轮的情况。
生长在热带或亚热带地区的木本植物，如桉树等，由于一年
内无明显的四季之分，形成层的活动几乎整年不停，这样在木材中就
难以看出生长轮或年轮的分界线。不过也有些树种的木材，可借助于
显微化学的方法来辨认生长轮的界线。
在同一生长季中，形成层的原始细胞除向内产生大量次生木
质部分子以外，同时还向外分裂分化为次生韧皮部分子，这些分子也
按一定的排列图式进行。尤其在形成层区附近的次生韧皮部中，根据
韧皮薄壁组织或厚壁组织的的次生韧皮部中，由于某些细胞体积的扩
展，或有的细胞被挤压变形，以及周皮的形成等原因，致使这部分的生长轮界线模糊不清。关于次生韧皮部，或形成层以外树皮部分中生长轮或年轮的情况。
在木材年轮的形成过程中，许多内因和外因对其影响很大。例如在双子叶植物的散孔材树种中，当芽萌动以前，整个植株的形成层原始细胞内均无内源激素存在，只有在芽萌发后才产生生长素，这时形成层就开始活动于萌发芽的下侧。随着生长素向下移动，形成层的活动也逐渐向茎基部扩展。一般在叶片长到成熟时的一半大小时，茎基部的形成层刚刚苏醒，但在一年生枝里，新的木质部分子却早已分化出来，有的甚至细胞壁也已木质化了。由树干顶端到基部，形成层活动的间隔有时可达8—10星期之久。相反，在环孔材中，形成层在整株各部位几乎同时开始活动，由此可以推测，生长素的前体可能早就遍布形成层原始细胞内，一旦芽膨大后，生长素的前体即转变为促使形成层原始细胞分裂的生长素。在大多数树种中，新木质部分子的分化时间，均在叶子展开后的第3天至18天。此外植物体内的赤霉素和细胞分裂素等内源激素，对于形成层原始细胞的分裂、分化，木质部分子细胞壁的加厚，以及早材至晚材的过渡等都有密切关系。
除内源激素外，光合作用的产物碳水化合物也是影响年轮形成的因素之一。例如晚材中细胞壁显著加厚，则与碳水化合物的供应增多有着密切的关系。
在影响年轮形成的外因中，有光照、气温、降雨量及矿质营养的供应等因素。如生长在长日照（光周期为18小时）的洋槐，不论气温高低，均产生大量早材分子。若在短日照（光周期为8小时）的条件下，则只产生少量直径较小的导管或无导管。在松柏类植物中，木材管胞直径的变化往往也与日照长短有关。同时还和气温的高低有直接关系。在生长季中，如果遇到降雨量甚少或干热的外界因子，不仅影响树木的生长，而且还限制了形成层的活动，造成了狭窄的木材生长轮。有人比较了两棵生长在不同生境的北美云杉（Picea sitchensis），其中一棵长在干旱贫瘠的岩石缝中，其树龄为86年，而主干直径只有1.8厘米，年轮的平均宽度为0.1毫米。而另一棵生长在自然条件较好的地方，其若干年轮的平均宽度可达12毫米左右，
两者竟相差一百多倍。
众所周知，生长在温带地区的木本植物中，茎干基部年轮的
数目，往往能作为测定一棵树的年龄依据。年轮的宽窄不仅反映了树
木的生长速度、材积的年生长量及材性的优劣等，而且也是衡量外界
环境因子变化的重要指标。如在雨量充沛与温暖的气候条件下，树木
生长迅速，年轮的距离也较宽；相反地在寒冷与干旱条件下，树木生
长缓慢，年轮就显得较窄。树木年轮的宽窄真实地记载了各年的气候
状况，故通过年轮的分析，可获得数百年乃至上千年的气候演变规律，这对预测未来气候的变迁，制定超长期气象预报等也是一种比较可靠
的方法。如人们对西藏高原树木年轮的分析，初步了解到仅本世纪就
有两次大的降温，目前该地区的气温正在明显回升；在本世纪20年代
前后，降雨量也达到高峰，以后显著下降，目前又稍有增加。通过对
年轮的分析还可以得出气候变化的一般规律，大约二百年为一周期，
其次还有110年、92年、72年以及33年的小周期变化。
树木年轮的宽窄看来还受到太阳黑子周期活动的影响，这是
由于当太阳黑子增多时，太阳的活动剧烈增强，发射出的光与热也更多，从而大大促进了树木的生长加快，相应年轮的距离也增宽。通过
年轮的分析也可发现，太阳黑子活动的平均周期为11年左右。
在分析年轮时，往往采用交叉定年法，即取几棵树上的年轮
序列加以对比，并把一些特宽或特窄的年轮作为标记点，分析几组年
轮序列的同步性，这样就可排除假年轮，或补进缺失的年轮，最后获
得每个年轮的正确生成年代。
树木的年轮还是大气污染的资料储存库。例如由开采金属矿藏，或金属冶炼加工中飞扬出来的重金属尘埃，逐渐沉降到附近的土
壤中，树木在生长过程中，不断从土壤中吸进大量重金属，结果通过
光谱分析，便可测出年轮中“记录”下来的各年吸收重金属的含量。
当氟化氢气体的污染侵害松树只有几星期，从年轮上即可表现出生长
不良的痕迹来。因此，近年来，利用树木年轮来了解大气污染的情况
也开始受到人们的关注。
从树桩横断面上的年轮往往可以帮助辨明方向。因为在树木
生长过程中。树干朝南一面受阳光照射较多，形成层原始细胞分裂也
较迅速，径向生长加快，结果茎干南面的年轮也较宽。而在茎干背阴朝北的一面，年轮则明显狭窄。